透明和白色的石头,比几乎任何其他石头都更让人头疼。石英、方解石和玻璃乍一看几乎一模一样,尤其是碎块或滚磨过的卵石,而且这三种东西在海滩、砾石堆和矿石店里都能见到。好在每一种都有几项其他两种没有的特性,大多数都能在家里几分钟内测出来。
快速对比
| 特性 | 石英 | 方解石 | 玻璃 |
|---|---|---|---|
| 是什么 | 矿物(二氧化硅) | 矿物(碳酸钙) | 人造或火山成因,非晶质 |
| 莫氏硬度 | 7 | 3 | 约 5.5 |
| 能划伤玻璃吗? | 能 | 不能 | 仅较硬的玻璃能微弱划伤 |
| 刀能划伤吗? | 不能 | 能,很容易 | 能,需费点力 |
| 破裂方式 | 贝壳状断口,无解理 | 完全解理,裂成菱面体 | 贝壳状断口 |
| 晶形 | 尖顶的六方柱 | 菱面体、“犬牙状”尖顶,形态多样 | 无,除非经模具成型 |
| 透过它看到重影 | 看不出 | 透明块体中很明显 | 没有 |
| 遇酸起泡 | 不会 | 会 | 不会 |
| 内部气泡 | 很少是圆的 | 很少是圆的 | 常见,浑圆 |
| 光泽 | 玻璃光泽 | 玻璃光泽,解理面上呈珍珠光泽 | 玻璃光泽 |
下面各节会逐一解释每项测试以及如何解读结果。
1. 硬度:最快的测试
对这三种东西来说,这是最有用的一项测试。
- **石英(7)**能轻易划伤玻璃,钢刀也划不动它。
- **方解石(3)**划不动玻璃,用刀甚至一枚老铜币都能轻易划伤它。
- **玻璃(约 5.5)**会被石英划伤,用坚硬的钢刃费点力也能划伤。
用你的石头用力去划一块窗玻璃或玻璃瓶。然后擦一擦,用指甲检查有没有真正的刻槽。一擦就掉的粉末线,是你的石头留下了自己的粉末,说明它比玻璃软。我们的在家使用莫氏硬度表指南介绍了如何避免这种以及其他常见错误。
2. 解理还是贝壳状断口
一种材料如何破裂,反映了它的内部结构。
- **方解石有三组完全解理。**它沿平整、光亮的面裂成斜方块,叫作菱面体,有点像压扁的立方体。即使是破碎的方解石卵石,也常常露出阶梯状、平整如镜的面。
- 石英没有解理。它呈贝壳状断口:光滑弯曲、像贝壳一样的表面,常带有细细的波纹。
- 玻璃同样呈贝壳状断口,因为它根本没有晶体结构。
所以,如果你看到整齐的平面以非 90 度的角度相交,就考虑方解石。如果看到弯曲的贝壳状断面,那就是石英或玻璃,再由硬度或气泡来决定是哪一种。
3. 晶形
如果你的标本仍保留天然晶面,单凭形状往往就足够了。
- 石英通常长成六方柱,顶端是六面的尖顶。长长的柱面上常有细细的横纹(晶面条纹)。
- 方解石的形态多种多样,比几乎任何其他矿物都多。常见的有菱面体、尖锐的**“犬牙状”**尖顶(偏三角面体),以及扁平或钉头状的形态。它的晶体从来不会是石英那种整齐的六方柱加尖顶。
- 玻璃没有晶形。玻璃做的“水晶柱”是切割或模压出来的,常常看起来过于完美,各面一模一样,棱边锐利均匀。注意寻找合模线。
4. 双折射测试
透明方解石的双折射效应是常见矿物中最强的之一。进入其中的光会分成两束,所以透过它看任何东西都会出现重影。
把一块透明方解石放在印刷的书页上,或放在纸上画的一条线上。如果文字出现重影,那几乎可以肯定是方解石。转动石头,两个影像中的一个会绕着另一个旋转。具有这种效应的高度透明方解石叫作冰洲石。
石英也会分光,但非常微弱,肉眼看不出重影。玻璃则完全没有这种效应。这项测试只对相当透明的块体有效;乳白色或白色的方解石看不出来。
5. 白醋起泡测试
方解石遇酸会发生反应,释放二氧化碳。地质学家在野外会滴几滴稀盐酸,而家用白醋是更温和的替代品。
- 选一个小而不显眼的位置,或刮下一点粉末放在盘子上。
- 滴上几滴白醋。
- 仔细观察表面有没有形成细小的气泡,可能的话用放大镜。
方解石会起泡。用白醋时反应比强酸更慢、更温和,所以要耐心仔细地看;粉末的反应比固体表面更明显。石英和玻璃完全不会反应。
几点注意:酸会腐蚀方解石,留下暗淡的斑点,所以不要在你想保持完好的标本上做。白云石是一种类似的矿物,在冷酸中只会微弱起泡,而且大多是在磨成粉末时。由方解石构成的岩石,比如石灰岩和大理岩,也会起泡。
6. 寻找气泡
**圆形气泡是玻璃的典型标志。**熔融的玻璃会裹住空气,冷却后气泡保持浑圆。玻璃还可能有旋纹和流纹。
天然石英和方解石是从溶液或熔体中缓慢形成的,包裹体截然不同:不规则或有棱角的空腔、羽毛状裂纹、云雾状区域,以及其他矿物的细小晶体。有些石英含有小小的流体包裹体,里面有一个会移动的气泡,但它们位于不规则的空腔中,而不是像整齐的圆球一样悬浮着。
使用 10 倍放大镜和明亮的光线。几个完美的圆球就是玻璃的有力证据。
7. 两条额外线索
- **温度。**石英的导热性比玻璃好,所以石英块刚摸上去往往感觉稍凉一些。这个差别很细微,只能作为辅助线索。
- **发现地点。**海玻璃常见于城镇、旧垃圾场和航道附近,表面呈磨砂状、带有麻点。方解石常见于石灰岩地区、洞穴沉积物中,也常以白色矿脉的形式出现在许多岩石中。石英则无处不在,从花岗岩中的矿脉到海滩上的沙粒。
综合判断
大多数情况下,两项测试就能下结论:
- **它能划伤玻璃吗?**如果能,几乎可以肯定是石英。
- **如果不能,它遇白醋起泡,或者呈现平整的菱面体解理吗?**如果是,就是方解石。如果都不是,尤其是有圆形气泡,那就是玻璃。
**小贴士:**如果你同时测试好几块透明石头,请先给它们贴上标签。白色和透明的小碎块,做到一半时很容易搞混。
AI Stone 可以根据照片判断你手里最可能是三者中的哪一种,并列出每种应有的硬度、解理、断口和折射率,这些正是上述测试所检验的特性。照片无法测量硬度或化学反应,所以请用刻划和起泡测试来确认。想对其他石头做更全面的测试,请参阅如何识别岩石;对于可能是仿品的水晶,请参阅真假水晶。